《基於新型複合襯底的石墨烯PECVD低溫可控制備與光伏套用》是依託上海大學，由萬冬雲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於新型複合襯底的石墨烯PECVD低溫可控制備與光伏套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：萬冬雲
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
最具前景和競爭力的石墨烯透明導電薄膜在絕緣襯底上的低溫與可控制備是其光伏套用的前提。本項目擬通過電漿增強化學氣相沉積(PECVD)實現石墨烯的低溫沉積，並基於Smart Substrate新型複合襯底的設計，通過特殊襯底結構自動調控碳的溶解和析出，最終實現絕緣襯底上層數可控、高質量石墨烯薄膜的低溫製備。研究內容：(1)新型智慧型複合襯底的設計。利用金屬不同碳溶解度和擴散率，設計雙元金屬、金屬-絕緣體的智慧型複合襯底；(2)PECVD低溫可控制備石墨烯。利用碳原子室溫在Ni等金屬表面的高擴散能力，藉助電漿對碳原子的動能加注，並通過製備的特殊襯底結構，低溫下調控碳擴散和成核過程，誘導出絕緣基底上的石墨烯薄膜生長，實現其結構的可控制備、透明和導電的性能最佳化；(3)石墨烯的光伏套用。石墨烯的寬光譜透過和高光電性能，可望實現電池的寬光譜吸收和高的短路電流，獲得高效、低成本的CdTe電池。
結題摘要
本項目基於“Smart Substrate”新型複合襯底的設計，通過特殊襯底結構的設計自動調控碳的溶解和析出，並通過電漿增強化學氣相沉積(PECVD)實現石墨烯的低溫沉積，最終實現了絕緣襯底上層數可控、高質量石墨烯薄膜的低溫製備。探索了利用電漿可有效降低石墨烯生長溫度，實現了在絕緣襯底上低溫石墨烯的生長，生長溫度低達500 °C。在87.6%透過率的條件下，方塊電阻約為900 ohm sq-1；採用Cu-Ni、Cu-Co二元合金襯底，製備出高透過、高導電的石墨烯薄膜，石墨烯透明導電薄膜透過率大於85%的情況下，方塊電阻可降低到90 ohm sq-1，基本達到太陽能電池透明電極光電性能的光伏要求。利用NiAlO3作為反應襯底，遠程催化碳源裂解，在低溫條件下，實現了石墨烯在絕緣襯底上的可控生長，方塊電阻約為79.1sq-1。研究獲得了一些有意義的研究成果，較圓滿地完成了項目任務書所列指標。
